2021年高溫合金材料行業(yè)西部超導(dǎo)分析報(bào)告

正文目錄 7 1.2國內(nèi)頂尖的軍工類材料伙伴 2高端鈦合金：短期業(yè)績爆發(fā)點(diǎn) 2.1大規(guī)格鑄錠熔煉、棒絲材加工工藝均達(dá)國內(nèi)頂級(jí) 2.2戰(zhàn)機(jī)的更新?lián)Q代、發(fā)動(dòng)機(jī)國產(chǎn)替換催生萬噸需求 2.3商飛交付點(diǎn)在即、粉末冶金金屬粉或創(chuàng)萬噸增量 3超導(dǎo)材料：市場(chǎng)開拓關(guān)鍵期 30 3.2醫(yī)療設(shè)備領(lǐng)域創(chuàng)百億空間，國內(nèi)大科學(xué)項(xiàng)目紛紛落地 4.1三聯(lián)熔煉、鍛造工藝均達(dá)國內(nèi)領(lǐng)先 4.3助力商飛、下沉汽車引發(fā)無限遐想 5.1收入利潤分析：營收邁入快車道 6.1盈利預(yù)測(cè) 6.2公司估值 風(fēng)險(xiǎn)提示 圖表目錄圖表1西部超導(dǎo)關(guān)鍵指標(biāo)分析 8圖表3西部超導(dǎo)近五年存貨及原材料 圖表4西部超導(dǎo)發(fā)展歷程 9圖表5西部超導(dǎo)股權(quán)結(jié)構(gòu) 9圖表6西部超導(dǎo)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及業(yè)績驅(qū)動(dòng)因素 圖表7西部超導(dǎo)近五年?duì)I業(yè)情況 圖表8西部超導(dǎo)近五年各類業(yè)務(wù)收入情況 圖表9西部超導(dǎo)產(chǎn)品所用核心設(shè)備、主要產(chǎn)品及主要產(chǎn)品所用關(guān)鍵工藝 圖表14鈦合金流程示意圖及公司技術(shù)領(lǐng)先環(huán)節(jié) 圖表16西部超導(dǎo)大規(guī)格鈦合金熔煉設(shè)備輔助模塊及所屬專利 圖表18西部超導(dǎo)高端鈦合金棒絲材改性工藝及改性后效果 圖表20專利視角看西部超導(dǎo)高端鈦合金產(chǎn)品應(yīng)用行業(yè)對(duì)鈦合金的需求 圖表21西部超導(dǎo)近五年高端鈦合金專利側(cè)重方向 圖表22鈦合金與碳鋼、鋁合金及鎂合金性能對(duì)比 圖表24飛機(jī)減重1磅的經(jīng)濟(jì)效益(萬美元) 2圖表25美國戰(zhàn)機(jī)、轟炸機(jī)及運(yùn)輸機(jī)鈦合金用量情況(%) 2圖表26軍用飛機(jī)機(jī)體結(jié)構(gòu)高端鈦合金需求 2 圖表28軍用飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)高端鈦合金需求 圖表29近六年航空航天鈦材銷量及占比 圖表302019年國內(nèi)航空航天鈦材市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局 圖表31高端鈦合金產(chǎn)業(yè)鏈 圖表32我國主要軍用高端鈦合金企業(yè)全方位對(duì)比 25圖表33武器裝備科研生產(chǎn)及材料配套流程 26圖表34西部超導(dǎo)民用高端鈦合金未來可能發(fā)展趨勢(shì) 圖表35西部超導(dǎo)商用航空部分合作項(xiàng)目 圖表37粉末冶金工藝流程示意圖 29圖表39西部超導(dǎo)鈦合金粉末制備工藝儲(chǔ)備情況 29圖表40鈦合金粉末主要廠商特點(diǎn)對(duì)比 圖表412020-2025年金屬粉末材料產(chǎn)值預(yù)測(cè)(億元) 圖表422018年中國金屬粉末材料的市場(chǎng)結(jié)構(gòu) 圖表44超導(dǎo)材料分類及西部超導(dǎo)產(chǎn)品主要應(yīng)用 圖表46公司超導(dǎo)產(chǎn)品功能性輔助設(shè)備所屬專利及達(dá)到的效果 圖表47公司超導(dǎo)材料獨(dú)家制備工藝 圖表492020年我國醫(yī)療機(jī)構(gòu)對(duì)1.5T及以上超導(dǎo)磁共振設(shè)備的規(guī)劃數(shù)量(臺(tái)) 36圖表50質(zhì)子重離子治療非小細(xì)胞肺癌患者的生存率比較 37圖表51全球各國質(zhì)子重離子治療中心數(shù)量(截止2021年5月23日) 38圖表53西部超導(dǎo)各類超導(dǎo)產(chǎn)品利潤率 40圖表55西部超導(dǎo)高溫合金熔煉設(shè)備、鍛造設(shè)備及輔助性模塊 圖表56西部超導(dǎo)高溫合金主要熔煉設(shè)備及其他熔煉方式用設(shè)備性能對(duì)比 圖表58西部超導(dǎo)主要高溫合金改性工藝及新型高溫合金制備方法 圖表59同一溫度下，壓力越大發(fā)動(dòng)力效率越高 圖表60效率相同情況該，發(fā)動(dòng)機(jī)溫度越高，推力越大 44圖表62西部超導(dǎo)IPO募資項(xiàng)目高溫合金牌號(hào)、產(chǎn)能及應(yīng)用情況 圖表63高溫合金在我國軍用飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的應(yīng)用 圖表64軍用飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)高溫合金需求 圖表66我國主要軍用變形高溫合金生產(chǎn)企業(yè)技術(shù)路線對(duì)比 圖表67我國主要軍用變形高溫合金企業(yè)產(chǎn)能建設(shè)情況 圖表68我國主要軍用粉末高溫合金生產(chǎn)企業(yè)技術(shù)路線對(duì)比 圖表69西部超導(dǎo)民用高溫合金未來可能的發(fā)展趨勢(shì) 50 圖表72汽車渦輪盤高溫合金發(fā)展軌跡 圖表73汽車渦輪盤增壓器高溫合金需求 圖表74近五年?duì)I業(yè)收入及同比增速(億元，%) 圖表75近五年歸母凈利潤及同比增速(億元，%) 圖表76近五年收入結(jié)構(gòu) 53 圖表78原材料成本占比最高 圖表79近五年?duì)I業(yè)成本各業(yè)務(wù)占比 圖表80西部超導(dǎo)主要供貨商產(chǎn)能及擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃 54 圖表832019年-2023年公司業(yè)績拆分及盈利預(yù)測(cè) 圖表84公司高端鈦合金業(yè)務(wù)可比公司估值 圖表85公司超導(dǎo)材料可比公司估值 1高端金屬材料成型工藝領(lǐng)軍者圖表1西部超導(dǎo)關(guān)鍵指標(biāo)分析0■木來五年發(fā)動(dòng)機(jī)累計(jì)離求量(噸)短期看軍用■高端鈦合金材料收入(億元)■高端鈦合金材料收入(億元)高高端鈦合金9進(jìn)軍高端鈦合金粉末領(lǐng)域100海綿鈦80元/Kg40100海綿鈦80元/Kg40入股朝陽金達(dá)及供應(yīng)商擴(kuò)產(chǎn)，預(yù)20計(jì)維持德定0品價(jià)格存在降幅5%的2017/11/32018/11/32019/11/32020/11/32021量產(chǎn)型號(hào)的鈦合金產(chǎn)軍品銷售頓占比提升，帶動(dòng)均價(jià)提升2019A2020A2021E萬元/噸產(chǎn)量及銷量市場(chǎng)空間產(chǎn)量及銷量市場(chǎng)空間10713臺(tái)規(guī)劃的1.5T及以上超導(dǎo)磁共振設(shè)備1400超導(dǎo)產(chǎn)品收入(億元)超導(dǎo)產(chǎn)品收入(億元)2025年ITER項(xiàng)目正式點(diǎn)火后，若成功，國200內(nèi)大科學(xué)項(xiàng)目進(jìn)度可能會(huì)加速15%長期0萬元/噸15%長期0萬元/噸2021年確認(rèn)6%超導(dǎo)產(chǎn)品■銷量(噸)■產(chǎn)能(噸)2019A2020A2021E2022E2023E毛利率市場(chǎng)空間產(chǎn)量及銷量■未來五年累計(jì)需求量(噸)00EQ\*jc3\*hps15\o\al(\s\up3(2),s)短期看軍用發(fā)動(dòng)機(jī)看商飛發(fā)動(dòng)機(jī)0%長期看能否應(yīng)用在新一代發(fā)動(dòng)機(jī)■高溫合金收入(萬元)高溫合金至21.16億元，是前四年均值的兩倍之多，進(jìn)一步驗(yàn)證了十四五期間軍工35%至10.25億元，2020年亦增長11%至11.39億元，折射出十四五期間軍億元，2020年增幅繼續(xù)擴(kuò)大，增速達(dá)到25%至2.18億元，側(cè)面驗(yàn)證出軍工應(yīng)收賬款(億元)應(yīng)收賬款(億元)20.002016201720182019存貨-原材料(億元)存貨-原材料同比增速(%)08.006.004.002.00存貨(億元)一存貨同比增速(%)201620西部超導(dǎo)材料科技股份有限公司2003年成立于西安經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)，公司主要從事高端鈦合金材料、高性能高溫合金材料、超導(dǎo)材料的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售，是我國航空用鈦合金棒絲材的主要研發(fā)生產(chǎn)基地，是目前國內(nèi)實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)線材商業(yè)化生產(chǎn)公司于2019年7月22日在上海證交所科創(chuàng)板上市(股票代碼：688122)。圖表4西部超導(dǎo)發(fā)展歷程高端裝備用特種鈦合金材高端裝備用特種鈦合金材料產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)線建成投產(chǎn)，建成后總產(chǎn)能達(dá)4950噸2003年2月2009年2月20011年11月20014年12月20017年12月20019年7月2004年11月20010年12月20012年7月2015年9月20018年12月2019年7月22日，西部超導(dǎo)在上交所科創(chuàng)板上市，股票代碼為：《航空用特種鈦合金擴(kuò)能技改項(xiàng)目》正式開工建設(shè)超導(dǎo)材料制備國家工程實(shí)驗(yàn)室，陜西省航空材料工程實(shí)驗(yàn)室落戶西部超導(dǎo)簽訂國際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆用超導(dǎo)股線合同。公司正式在新三板掛牌。證券簡稱：西部超導(dǎo)證券代碼：831628高性能高溫合金材料產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)線建成投產(chǎn)，建成產(chǎn)能2000噸(NbTi)合金超導(dǎo)材料》項(xiàng)目正式投產(chǎn)西部超導(dǎo)材料科技有限公司在西安正式成立公司整體改制為西部超導(dǎo)材料科技股份有限公司公司榮獲“國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)”公司實(shí)際控制人為陜西省財(cái)政廳，第一大股東西北有色金屬研究院持有22.67%股份。公司下設(shè)1家全資子公司和4家控股子公司：全資子公司西燕超導(dǎo)主要從事與超導(dǎo)科學(xué)技術(shù)相關(guān)的應(yīng)用技術(shù)，特別是超導(dǎo)電子技術(shù)、弱場(chǎng)探測(cè)技術(shù)和量子信息技術(shù)的研究和開發(fā)；控股子公司聚能磁體聚焦于超導(dǎo)磁體高端裝備制造業(yè)；控股子公司聚能裝備致力于稀有難熔金屬冶金裝備及后續(xù)冷熱加工設(shè)備的研制；控股子公司聚能高合主要從事高性能高溫合金材料的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售；控股子公司九州生物主要從事生物醫(yī)用材料的研制、開發(fā)、生產(chǎn)和銷售。圖表5西部超導(dǎo)股權(quán)結(jié)構(gòu)圖表5西部超導(dǎo)股權(quán)結(jié)構(gòu)司公司制造業(yè)西安天匯深圳市創(chuàng)50成份交易型(有限合伙)(有限合伙)金投資集團(tuán)司其中鈦合金產(chǎn)品收入17.83億元，較上年增加5.82億元，同比增長48.53%,主要原因是軍工銷售額增長；超導(dǎo)產(chǎn)品收入1.95億元，較上年增加5074.20萬元，同比增長35.30%,其中MRI超導(dǎo)收入增加4302.65萬元，同比增長45.25%;高性能高溫合金產(chǎn)品收入3,423.99萬元，較上年增加2402.95萬元，同比增長235.34%。實(shí)現(xiàn)歸屬母公司凈利潤3.71億元，同比增長134.31%,主要原因?yàn)楦叨蒜伜辖鹗袌?chǎng)需求旺盛、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)持續(xù)改善、年度原材料平均采購價(jià)格略有下降、規(guī)模效應(yīng)初現(xiàn)等因2020年產(chǎn)量(噸)高端鈦合金1:下游市場(chǎng)需求2:新產(chǎn)品研發(fā)進(jìn)度超導(dǎo)材料市場(chǎng)開拓進(jìn)度高性能高溫合金1:產(chǎn)能建設(shè)2:新牌號(hào)研發(fā)進(jìn)度=歸母凈利潤(億元)—?dú)w母凈利潤同比(%)=歸母凈利潤(億元)—?dú)w母凈利潤同比(%)0營業(yè)收入(億元)一營業(yè)收入同比(%)502015201650工藝及高端設(shè)備制造等技術(shù)儲(chǔ)備，為公司打造了寬闊的護(hù)城河。損傷容限鈦合金制備技術(shù)易偏析鈦合金大規(guī)格鑄錠的熔煉技術(shù)高純凈度高溫合金熔煉控制技術(shù)高溫合金動(dòng)態(tài)渣系控制技術(shù)NbTi合金真空自耗熔煉大規(guī)格鈦合金棒材、鍛坯鍛造技術(shù)性及批次穩(wěn)定性控制技術(shù)高均勻性高溫合金棒材鍛造技術(shù)高溫合金鑄錠開坯鍛造技術(shù)等離子旋轉(zhuǎn)電極制粉技術(shù)絲材的加工及表面涂層制備技術(shù)棒材及鍛坯探傷檢測(cè)技術(shù)內(nèi)錫法、青鋼法Nb3Sn大坯料制備技術(shù)鈦合金技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)控體系和量化的產(chǎn)品質(zhì)量高溫合金量化過程控制體系全流程高溫合金制備工藝數(shù)值模擬技術(shù)真空感應(yīng)爐真空提殼爐保護(hù)氣氛電大噸位快假航空級(jí)金屬粉末浸輪坯制備設(shè)備材制備設(shè)備高端鈦合金高溫合金超導(dǎo)材料熔煉工藝造工藝檢測(cè)工藝數(shù)字制造工藝真空自中關(guān)重王藝核心設(shè)備打印公司主要產(chǎn)品包括鈦合金棒材、絲材、異型材、高溫合金棒材；鈮鈦(NbTi)醫(yī)療器械等高端裝備。其中，鈦材主要用于生產(chǎn)航空鍛件(包括飛機(jī)結(jié)構(gòu)件、緊固圖表10西部超導(dǎo)在軍用飛機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈中所處位置原材社原村料軍機(jī)制造原材社原村料軍機(jī)制造流程軍機(jī)高端鈦合金高溫合金高端鈦合金總裝西部超導(dǎo)機(jī)制造全狀態(tài)全狀態(tài)部隊(duì)試訓(xùn)研究論證以部隊(duì)實(shí)訓(xùn)部隊(duì)實(shí)訓(xùn)圖表11西部超導(dǎo)在商用飛機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈中所處位置機(jī)載機(jī)載結(jié)構(gòu)民機(jī)流程以舉例高溫合金高端鈦合金立項(xiàng)論證民機(jī)流程交付可行性評(píng)審工程制造原材料原材料總裝造圖表12西部超導(dǎo)在飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈中所處位置≈5年≈5年程程系統(tǒng)件發(fā)動(dòng)機(jī)西部超導(dǎo)機(jī)研制流時(shí)間周期≈13年≈6年≈6年原材料客戶名稱產(chǎn)品最終去向元，含稅)開始合作時(shí)間中國航空工業(yè)集團(tuán)下屬公司中國第二重型機(jī)械集團(tuán)德陽萬航模鍛有限責(zé)任公司西安三角防務(wù)股份有限公司沈陽漢恒潤經(jīng)貿(mào)有限公司等關(guān)聯(lián)公司飛機(jī)主機(jī)廠以及航空發(fā)動(dòng)機(jī)主機(jī)廠2006年2012年2012年2010年江西航鈦航天材料有限公司江西景航航空鍛鑄有限公司2018年中國船舶重工集團(tuán)下屬公司船舶總裝廠2008年2高端鈦合金：短期業(yè)績爆發(fā)點(diǎn)設(shè)備及工藝是新材料企業(yè)唯一的競(jìng)爭(zhēng)力，西部超導(dǎo)從兩大方面構(gòu)建其阿爾法屬性，圖表14鈦合金流程示意圖及公司技術(shù)領(lǐng)先環(huán)節(jié)1:大量鈦合金熔煉數(shù)據(jù)2:自有數(shù)值模擬軟件2:棒絲材加工工藝參數(shù)(1)立足于過去發(fā)展及現(xiàn)在開拓市場(chǎng)，基于大規(guī)格鈦合金成分易偏析、熔煉成本高、絲棒材加工抗力大等問題，公司通過承接課題的方式“對(duì)癥下藥”革新設(shè)備，不斷開發(fā)與大規(guī)格鈦合金熔煉工藝相匹配的模塊，同時(shí)打磨棒絲材加工工藝，并申請(qǐng)了上百項(xiàng)獨(dú)家專利，鑄就了高大的護(hù)城墻?！袢蹮捲O(shè)備及合金設(shè)計(jì)方面，公司致力于更好控制大規(guī)格鑄錠成分及熔煉成本公司選用可多次熔煉、具有精確電極稱重系統(tǒng)、功率效率高及靈活度高的真空自耗電弧爐熔煉法作為鈦合金主打熔煉方式。2007年公司第一臺(tái)1噸真空自耗電弧爐成功投產(chǎn)應(yīng)用，2011年實(shí)現(xiàn)國內(nèi)首臺(tái)帶大電流可切換電源裝置的8噸雙爐室真空自耗電弧爐自耗電弧爐。圖表15西部超導(dǎo)大規(guī)格鈦合金熔煉設(shè)備選擇及數(shù)量設(shè)備設(shè)備選擇傳統(tǒng)方法缺點(diǎn)缺點(diǎn)缺點(diǎn)真空自設(shè)各數(shù)量熔煉設(shè)備2臺(tái)ALD生產(chǎn)的8T真空自耗電弧爐+小型真空自耗電弧爐+4圖表16西部超導(dǎo)大規(guī)格鈦合金熔煉設(shè)備輔助模塊及所屬專利偏析陷出了越來越高的要求。針對(duì)上述需求，公司從最擅長的鍛鑄工藝出發(fā)，不斷革新技術(shù)，突破了均勻化控制技術(shù)及棒、絲材和鍛坯均勻化圖表17西部超導(dǎo)提升高端鈦合金棒絲材性能的方式數(shù)字模擬性能段新工藝原牌號(hào)主要工藝所屬專利號(hào)主要工藝所屬專利名稱一種TA5_A合金大尺寸環(huán)坯的制備方法變形量足夠的環(huán)坯一種低溫用TA7_DT鈦合金棒材的制備方法組織均勻，減少缺陷一種大規(guī)格TA15鈦合金異性鍛坯的鍛造方法突破了大規(guī)格異性鍛坯的組織性能均勻性和穩(wěn)定性控制一種TA24-1合金直條焊絲的制備方法成本低一種TB9鈦合金絲棒材及其軋制方法加工塑性好1:一種短流程低成本TC4類鈦合金成品棒材的制備方法1:加工后的棒材組織滿足ETTC2A6,屈服強(qiáng)度≥830MPa,延伸率達(dá)到15%,斷面收縮2:一種提高大規(guī)格鈦合金鑄錠成分均勻性的制備方法率達(dá)到35%2:組織均勻的大噸位鑄錠一種TC6鈦合金六方棒的軋制方法組織均勻、穩(wěn)定性高葉片用高均勻TC11合金棒材的制備方法組織高度均勻化，減少缺陷一種冷鐓用TC16合金盤圓絲材的制備方法批次化生產(chǎn)性能穩(wěn)定1:一種TC18鈦合金小規(guī)格棒2:一種提高TC18鈦合金棒材組織均勻性的鍛造方法1:優(yōu)化的組織成分2:鍛造成品率提高至96%一種TC20鈦合金細(xì)晶棒材的制備方法組織細(xì)小，提升力學(xué)性能一種Ti6A14V鈦合金細(xì)晶棒材的制備方法組織細(xì)小，提升力學(xué)性能一種高均勻Ti632211鈦合金板材的鍛造方法優(yōu)異的組織均勻性一種Ti6242鈦合金大規(guī)格棒材的制備方法力學(xué)性能達(dá)標(biāo)一種Ti6321鈦合金鑄錠熔煉補(bǔ)縮方法成品率高一種超大規(guī)格Ti75鈦合金餅坯的鍛造方法2.5T級(jí)別到8T級(jí)別，組織均勻性依然良好一種高均勻TI-15Mo鈦合金棒坯的制備方法破碎的加工態(tài)組織1:一種Ti6AI7Nb鈦合金鑄錠的制備方法2:一種Ti6A17Nb鈦合金細(xì)晶組織細(xì)小、力學(xué)性能達(dá)標(biāo)一種兩相Ti-AI-Zr-Mo-V鈦合加工塑性好發(fā)動(dòng)機(jī)用耐高溫鈦合金大規(guī)格棒材的鍛造方法降低加工過程中的變形速率和變形量一種難變形阻燃鈦合金板材的制備方法熱加工性能好新牌號(hào)工藝所屬專利號(hào)工藝所屬專利名稱達(dá)到的新功能一種增強(qiáng)增韌亞穩(wěn)β鈦合金及其制備方法強(qiáng)度、塑性及韌性綜合匹配好一種WSTi1400超高強(qiáng)度鈦合金及其制備方法設(shè)計(jì)強(qiáng)度大于1400MPa斷裂韌性大于55MPa/m2一種WSTi64311SC耐熱鈦合金及其制備方偏析少、組織成分均勻一種WSTi2815SC阻燃鈦合金及其制備方法成分均勻一種航空用熱強(qiáng)鈦合金鑄錠及其制備方法工藝塑性好格鈦合金鑄錠及其制法成分均勻，偏析少一種WSTi45561超高強(qiáng)度鈦合金及其制備方法成分均勻、偏析少一種航空液壓管用高均勻法成分均勻，雜質(zhì)元素含量偏差在0.01%wt以內(nèi)一種控制大規(guī)格TC4-DT鈦合金鑄錠凝固組織的方法鑄錠凝固組織細(xì)小一種TC8鈦合金鑄錠的熔煉方法元素控制更精確，無偏西一種TC21鈦合金大規(guī)格鑄錠的制備方法：抗拉強(qiáng)度≥1100MPa,屈服強(qiáng)度≥1000MPa,延伸率≥6%,斷面法及其鑄錠成品率高、勻速分布均勻成本降低40%、液氫溫度下依然保持10%以上延伸率一種1500MPa級(jí)鈦合金棒抗拉強(qiáng)度達(dá)到1600MPa,設(shè)計(jì)使用強(qiáng)度在1500MPa一種高強(qiáng)韌鈦合金及其制高強(qiáng)、高韌、高模、可焊、可在中溫區(qū)使用的損傷容限型要求一種制備大規(guī)格Ti-1023棒材探傷和性能均達(dá)到宇航技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求一種超大規(guī)格Ti80鈦合金鍛坯的鍛造方法一種Ti35鈦合金鑄錠的制備方法1:與TC4相比，塑性提高3%-5%2:4T級(jí)別到10T級(jí)別，組織均勻性依然良好組織均勻性好、成品率高的大規(guī)格鑄錠出了高強(qiáng)度高韌性、大噸位成分穩(wěn)定、耐高溫及耐腐蝕(多鹽、酸/堿性溶液)的需織及成分，并致力提升8噸級(jí)乃至更高噸位的大鑄錠的熔煉穩(wěn)定性，一方面則通過工藝改進(jìn)直接改進(jìn)高端鈦合金的塑性、強(qiáng)度，以期全方面增益綜合性能，擴(kuò)展鈦合金應(yīng)用生產(chǎn)環(huán)境，上述技術(shù)均已形成了獨(dú)家專利。53985592提高強(qiáng)度成分均勻改善組織大規(guī)格鑄錠提高塑性53985592航空航天海洋工程核電醫(yī)療圖表21西部超導(dǎo)近五年高端鈦合金專利側(cè)重方向提高強(qiáng)度改善成分改善組織大規(guī)格鑄錠2016201720182.2戰(zhàn)機(jī)的更新?lián)Q代、發(fā)動(dòng)機(jī)國產(chǎn)替換催生萬噸需求相比于鋁合金、鋼鐵及鎂合金，鈦合金更適應(yīng)更高的溫度(200-500℃)和腐蝕嚴(yán)重(多鹽、酸堿)的生產(chǎn)環(huán)境，因而在航空航天、海洋、核電、化工、醫(yī)療等行業(yè)具有廣闊的應(yīng)用場(chǎng)景。鈦合金一般分為三類：熱強(qiáng)性好、可焊性能優(yōu)異的α型合金、室溫強(qiáng)度高、成型強(qiáng)度高的β型合金及客熱加工、熱處理大范圍優(yōu)化組織和性能的a+β型合金，相較碳鋼、鋁合金及鎂合金而言，鈦合金在要求高強(qiáng)度、高溫 (200-500℃)和腐蝕嚴(yán)重(多鹽、酸堿)的生產(chǎn)環(huán)境中是最佳選擇。圖表22鈦合金與碳鋼、鋁合金及鎂合金性能對(duì)比耐溫性能耐腐蝕性能抗拉強(qiáng)度(MPa)1:表面有致密氧化層2:防中子輻射碳鋼弱酸及堿液中容易脆裂對(duì)cl極度敏感，不耐酸堿鹽環(huán)境表面有氧化層，但不致密四代機(jī)(J20)及新型運(yùn)輸機(jī)(Y20)中占比均超過20%,未來高端鈦合金的需求將有牌號(hào)應(yīng)用部位規(guī)格性能優(yōu)勢(shì)低溫結(jié)構(gòu)件φ85-100mm棒材焊接性能好//框、梁φ920mm棒材良好的室溫強(qiáng)度和高溫強(qiáng)度//冷熱加工性能和良好的焊接性能/艦船焊接料φ2～3mm棒材酸性溶液耐蝕性能高//鉚釘、彈簧、絲棒材良好的冷加工成形性//空結(jié)航空結(jié)構(gòu)件φ720mm棒材密度低、強(qiáng)度高//新型飛機(jī)結(jié)構(gòu)件φ250~650mm棒材高塑韌性、焊接性能好、長使用/壽命/螺栓、航空鉚釘絲材塑性好//飛機(jī)、航天器結(jié)構(gòu)件，棒材φ40mm~φ100mm棒材//起落架φ550mm棒材強(qiáng)度1250MPa時(shí)//國外同類產(chǎn)品為室溫下塑性好、成本低//高強(qiáng)高韌損傷容限型航空航天結(jié)構(gòu)件φ690mm棒材密度低、強(qiáng)度高/先進(jìn)戰(zhàn)機(jī)結(jié)構(gòu)件棒材件、發(fā)動(dòng)機(jī)中等室溫強(qiáng)度、戰(zhàn)斗部殼體焊接性能材料飛機(jī)框梁及發(fā)動(dòng)機(jī)φ45-55mm棒材設(shè)計(jì)使用強(qiáng)度達(dá)到1500MPa鎳基合金大型寬體飛機(jī)整框、發(fā)φ720-920mm棒材，5動(dòng)機(jī)風(fēng)扇鼓噸級(jí)、8噸級(jí)大型鑄高損傷容限桶及海洋深錠潛器外殼大尺寸航空結(jié)構(gòu)件φ280-720mm棒材強(qiáng)度大于1400Mpa,斷裂韌性大/于55MPa/m2/航空航天緊固件、起落φ280～720mm棒材架及掛架大尺寸航空結(jié)構(gòu)件絲棒材高強(qiáng)度、高斷裂韌度航空發(fā)動(dòng)機(jī)TC6葉片、轉(zhuǎn)動(dòng)六方棒高溫下壽命高400-450/件及緊固件航空發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)φ640～720mm棒材高溫下熱穩(wěn)定性能高航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片精鍛件高溫下比強(qiáng)度高500/發(fā)動(dòng)機(jī)鈦合高的斷裂韌性和件、框架率WS13發(fā)動(dòng)TC25機(jī)高壓壓氣φ500-920mm棒材熱強(qiáng)性好500-550/機(jī)盤和機(jī)匣用功能材料680、720mm棒材室溫塑性好、抗燃燒性能//發(fā)動(dòng)機(jī)高壓壓氣機(jī)機(jī)匣板材/航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片高/航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片φ560-720mm棒材/航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片、盤件φ200-300mm棒材及離心葉輪以上船舶、艦船大尺寸環(huán)坯機(jī)械部件、兵器良好的焊接性能及耐腐蝕性能/體、高壓器、焊接結(jié)構(gòu)件高沖擊韌性、高的可焊接性能/艦船壓力容器、耐壓殼體、環(huán)類及軸類等8噸級(jí)別耐高溫耐腐蝕耐氫脆船艦、水下5噸級(jí)別潛艇和海底管路耐腐蝕性能好、可焊接性能高理模擬料液抗腐蝕性能好//外科植入φ8-15mm棒材良好生物相容性/髓內(nèi)針、骨釘、關(guān)節(jié)柄絲材、棒材等外科植入整形、創(chuàng)傷、生物相容性好//脊柱、齒科、棒絲材、線材心血管等/資料來源：中國知識(shí)產(chǎn)權(quán)局，華安證券研究所整理鈦合金在軍用飛機(jī)機(jī)體中用量已達(dá)25%以上。根據(jù)國際航協(xié)的數(shù)據(jù)，燃油成本大約占航空總成本的26%,而在國內(nèi)部分民用航空公司，燃油成本甚至要占到40%。機(jī)體結(jié)構(gòu)材料每減輕一磅，便可帶來近百萬美元的經(jīng)濟(jì)效率，因此低密度就成為飛F22及F35)、軍用轟炸機(jī)(B1、B2)鈦合金用圖表24飛機(jī)減重1磅的經(jīng)濟(jì)效益(萬美元)直升機(jī) C5(1970年) B2(1991年) F35(2006年)F22(1989年)F18(1978年)F16(1976年)資料來源：《航空材料技術(shù)》,《航空航天材料》,華安證券資料來源：《航空材料技術(shù)》,《航空航天材料》,華安證券研需求量至少為2.4萬噸：√關(guān)鍵假設(shè)1:考慮到Worldairforce的統(tǒng)計(jì)口徑中將J15/J16與其他機(jī)√關(guān)鍵假設(shè)2:四代機(jī)(J20)及新型運(yùn)輸機(jī)(Y20)列裝時(shí)間較晚，故其增分類高端鈦合金占比單機(jī)身高端鈦合金用量未來五年累計(jì)新增數(shù)量測(cè)算(架)未來五年增量飛機(jī)機(jī)體結(jié)構(gòu)高端鈦合金累計(jì)用量(t)合計(jì)機(jī)均不用鈦，1978年開始研制的渦噴13發(fā)動(dòng)機(jī)的鈦用量達(dá)到13%,2002年設(shè)計(jì)定型2√關(guān)鍵假設(shè)1:根據(jù)新浪軍事網(wǎng)新聞，俄羅斯發(fā)動(dòng)機(jī)壽命大約在1200小時(shí)左可測(cè)算更換發(fā)動(dòng)機(jī)的周期大約是5年；√關(guān)鍵假設(shè)2:根據(jù)圖南股份招股書披露，現(xiàn)有及新增軍用飛機(jī)單發(fā)和雙發(fā)數(shù)量比例為1:1,因此五年內(nèi)考慮更換、備用等因素，未來5年內(nèi)，新增飛機(jī)每架發(fā)動(dòng)機(jī)需求數(shù)量為5.5臺(tái)，存量飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)每架需求數(shù)量為1.5√關(guān)鍵假設(shè)3:根據(jù)圖南股份招股書數(shù)據(jù)測(cè)算，現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)的高溫合金平均用量約為2.5噸/臺(tái)，可推測(cè)鈦合金平均用量約為1.5噸/臺(tái)?！剃P(guān)鍵假設(shè)4:每一類飛機(jī)增量取其過去五年復(fù)合增速計(jì)算。高端鈦合金累計(jì)用量(t)3333300合計(jì)材銷量為12600噸，按銷量計(jì)算，西部超導(dǎo)的市場(chǎng)份額為21%,相較2017年的20.2%圖表29近六年航空航天鈦材銷量及占比圖表302019年國內(nèi)航空航天鈦材市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局■航空航天鈦材銷量(噸)——航天鈦材銷量占比0資料來源：有色金屬工業(yè)協(xié)會(huì)，華安證券研究所資料來源：有色金屬工業(yè)協(xié)會(huì)，華安證券研究所西部超導(dǎo)位于高端鈦合金加工領(lǐng)域，產(chǎn)品質(zhì)量要求極高，工藝及設(shè)備需要大量時(shí)間積累，因而壁壘極高，國內(nèi)僅有少數(shù)玩家，但特點(diǎn)鮮明，細(xì)分領(lǐng)域幾無直接競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系。2008年以來中國鈦材的需求總體上呈上升趨勢(shì)，2011年鈦材市場(chǎng)達(dá)到階段性高點(diǎn)，其后國內(nèi)鈦材需求開始下滑，中國鈦工業(yè)出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性產(chǎn)能過剩，民用中低端鈦材產(chǎn)能嚴(yán)重過剩，航空用高端鈦材供不應(yīng)求，供應(yīng)商集中度高。西部超導(dǎo)主要產(chǎn)品為高端鈦加工件，該領(lǐng)域的主要競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手為寶鈦股份、金天鈦業(yè)及西部材料。圖表31高端鈦合金產(chǎn)業(yè)鏈上游上游鈦鈦白粉鈦鐵礦、金紅石高鈦渣四氯化鈦件海綿鈦?zhàn)ⅲ荷钏{(lán)色為西部超導(dǎo)所處位置資料來源：前瞻產(chǎn)業(yè)研究院，華安證券研究所隨著IPO募投購買的2臺(tái)8噸真空自耗電弧爐(控制模塊吸收自有的多項(xiàng)工藝控制要求，為保持鈦合金真空熔煉技術(shù)的先進(jìn)性提供了保障)及2020年高端裝備用特種鈦合金材料產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目竣工逐漸釋放產(chǎn)能，西部超導(dǎo)將在國內(nèi)領(lǐng)先的設(shè)備及工藝技術(shù)之上再修筑一道產(chǎn)能優(yōu)勢(shì)，進(jìn)而沖擊高溫鈦合金細(xì)分領(lǐng)域龍頭地位。新一代戰(zhàn)機(jī)、運(yùn)輸機(jī)、航空發(fā)動(dòng)機(jī)民用航空民用航空、軍用航空主要產(chǎn)品先進(jìn)戰(zhàn)斗機(jī)結(jié)構(gòu)件、新型發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)件緊固件TC4:飛機(jī)機(jī)身TA5:船艦TC11:運(yùn)輸機(jī)起落架器TA6、TC4:新一代高性能新型戰(zhàn)斗機(jī)、導(dǎo)彈形態(tài)棒材、絲材全譜系鈦及鈦合金薄板、中厚板鈦薄板、鈦厚板真空自耗電弧、快鍛機(jī)、精鍛機(jī)、黑色及有色金屬線棒材精整裝備二十輥冷軋機(jī)、真空自耗路、快鍛機(jī)、自由鍛“鈦一鋼聯(lián)合”生產(chǎn)模式，依托鋼廠設(shè)備真空自耗爐、板材軋機(jī)、軋管機(jī)4950噸高端鈦合金23898噸15000噸6000噸高端裝備用特種鈦合金材料產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目2020年4月竣工，產(chǎn)能完全釋放后增加1300噸產(chǎn)能(1)高品質(zhì)鈦錠、管材、型材生產(chǎn)線建設(shè)項(xiàng)目，達(dá)產(chǎn)后，年新增鈦及鈦合金錠總產(chǎn)能10,000噸、鈦合金管材產(chǎn)能290噸、鈦合金型材產(chǎn)能100噸；(2)宇航級(jí)寬幅鈦合金板材、帶材、箔材生產(chǎn)線，達(dá)產(chǎn)后新增板材產(chǎn)能1500噸/年、帶材產(chǎn)能5000噸/年、箔材產(chǎn)能500噸/年。/高性能低成本鈦合金生產(chǎn)線技術(shù)改造項(xiàng)目，達(dá)產(chǎn)后將具備3000噸軍品鈦材、7000噸民品鈦材產(chǎn)能資料來源：各公司官網(wǎng)、公告，各中國知識(shí)產(chǎn)權(quán)局，華安證券研究所證、參與預(yù)研，到正式實(shí)現(xiàn)規(guī)模生產(chǎn)和批量供應(yīng)，需要至少6-7年時(shí)間。此外，軍能指標(biāo)(滿足設(shè)計(jì)要求前提下?lián)駜?yōu))因素。會(huì)隨意更換性能更好的原料。圖表33武器裝備科研生產(chǎn)及材料配套流程武器裝備科研生產(chǎn)及材料配套流程武器裝備科研生產(chǎn)及材料配套流程方案論證工程研制生產(chǎn)定型設(shè)計(jì)定型單批量生產(chǎn)立項(xiàng)論證西部超導(dǎo)一方面不斷與商飛開展課題研究，尋求擴(kuò)大現(xiàn)有產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域，一方面選擇與參股公司西安歐中合作，研發(fā)可用于制作金屬粉末的鈦合金棒材的工藝，同時(shí)通過子公司西安九洲進(jìn)行市場(chǎng)開拓以搜集市場(chǎng)需求，未來西部超導(dǎo)有望成為高端鈦粉領(lǐng)域原材料及鈦粉制備主要供貨商。圖表34西部超導(dǎo)民用高端鈦合金未來可能發(fā)展趨勢(shì)與商飛開展與商飛開展航空鈦合金粉末末冶金航空增材制造醫(yī)療器械金注射成形汽車工業(yè)注：藍(lán)色表示公司已布局項(xiàng)目1商用航空發(fā)動(dòng)機(jī)用鈦合金棒材研制基于適航要求和我國商用航空發(fā)動(dòng)機(jī)的型號(hào)要研制壓氣機(jī)、風(fēng)扇、鼓筒用Ti6242、Ti6AI4V鈦合金大規(guī)格棒材和葉片用Ti6AI4V鈦合金小規(guī)格棒材Ti6242、Ti6AI4V鈦合金大規(guī)格棒材工藝通過了工藝評(píng)審，Ti6AI4V鈦合金小規(guī)格棒材進(jìn)行工藝試制和驗(yàn)證鈦合金棒材取得商用航空發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)供貨資格，產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到國際領(lǐng)先水平，實(shí)現(xiàn)批量化供貨全流程控制《陜西省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目合同書》(項(xiàng)目編號(hào)：的國產(chǎn)鈦合2018ZDXM-GY-140)、《中國商用飛機(jī)有限責(zé)任公2金鍛件在大司上海飛機(jī)設(shè)計(jì)研究院與西部超導(dǎo)材料股份有限型客機(jī)上的公司關(guān)于全流程控制的國產(chǎn)鈦合金鍛件在大型客工程化應(yīng)用機(jī)上的工程化應(yīng)用之參研合作合同》資料來源：公司公告，華安證券研究所已完成公司為國產(chǎn)大客機(jī)研發(fā)滿足適航性要求的鈦合金鍛坯2020年3月1日，國產(chǎn)大飛機(jī)C919在全球的首個(gè)正式購機(jī)合同簽署，東航將成同，東航首批引進(jìn)5架C919客機(jī)，商飛將力爭(zhēng)2021年年內(nèi)交付首架?；诘礁鶕?jù)√關(guān)鍵假設(shè)1:根據(jù)圖南股份招股書披露，平均每架民航飛機(jī)配備3臺(tái)發(fā)動(dòng)√關(guān)鍵假設(shè)2:根據(jù)圖南股份招股書數(shù)據(jù)測(cè)算，現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)的高溫合金平均用量約為2.5噸/臺(tái)，可推測(cè)鈦合金平均用量約為1.5噸/臺(tái)。占比單機(jī)高端鈦含量(噸單機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)高端鈦用量(金累計(jì)用量(噸)/架)/架)來的技術(shù)制高點(diǎn)。高性能難加工的金屬大型復(fù)雜構(gòu)件的激光直接制造有很多優(yōu)勢(shì)。是該技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)與保障。只有提升材料工藝，利用粉末冶金技術(shù)生產(chǎn)高性能、合金/金屬合金/金屬后續(xù)處理/無損檢測(cè)場(chǎng)低端金屬粉：國內(nèi)公司占據(jù)部分率競(jìng)爭(zhēng)格局金屬粉末制備粉末冶金制品毛利率資料來源：頭豹研究院，華安證券研究所所需原料等離子旋轉(zhuǎn)電極霧化鈦棒好低低粒度粗，分布窄氣霧法海綿鈦/鈦合金較好較高高粒度較細(xì)，分布寬氫化脫氫無需求差高高粒度細(xì)，分布寬注：土黃色為西部超導(dǎo)所用工藝成果分類技術(shù)名稱工藝輔助設(shè)備1:粉末篩分設(shè)備2:靜電除雜設(shè)備3:粉末混合設(shè)備1:一種旋轉(zhuǎn)電極制粉設(shè)備及其氣體冷卻循環(huán)系統(tǒng)2:一種用于旋轉(zhuǎn)電極制備難熔金屬粉末的高效加熱解決了難熔金屬粉末制備以及由于冷卻不足導(dǎo)致粉末制備過程產(chǎn)生團(tuán)粒粉的問題降低生產(chǎn)成本實(shí)現(xiàn)了對(duì)難熔金屬的粉末制備專利裝置3:一種金屬粉末除氣、裝套、鉗封一體化設(shè)備4:一種用于電弧打印增材制造過程的冷卻裝置實(shí)現(xiàn)粉末在包套中高密度振實(shí)電弧打印增材制造過程簡便快捷高效冷卻文章末熔滴冷卻結(jié)晶匹配提高氦氣的比例，有效減少霧化室直徑√競(jìng)爭(zhēng)格局方面，粉末冶金對(duì)粉末材料各項(xiàng)指標(biāo)要求很高，目前我國70%以上的圖表40鈦合金粉末主要廠商特點(diǎn)對(duì)比西安中歐(西部超導(dǎo)參股公司)中航邁特英納特主要牌號(hào)1:常用鈦合金Ti6AI4VELI、TC11、2:高強(qiáng)鈦合金、Ti2AINb、TiAI、等離子旋轉(zhuǎn)電極霧化液態(tài)金屬霧化-近凈成形技術(shù)射頻等離子等離子旋轉(zhuǎn)電極霧化、水霧法粉末粒徑/均復(fù)合增速，到2025年產(chǎn)值規(guī)模將達(dá)到122億元左右，其中鈦合金粉末占比約圖表412020-2025年金屬粉末材料產(chǎn)值預(yù)測(cè)(億元)圖表422018年中國金屬粉末材料的市場(chǎng)結(jié)構(gòu)其其L尼03超導(dǎo)材料：市場(chǎng)開拓關(guān)鍵期的高溫超導(dǎo)體主要包括鉍系(BSCCO,Tc約90K-110K,也稱為第一代高溫超導(dǎo)材料，約90K,YBCO或ReBCO,也稱為第二代高溫超導(dǎo)材料)。進(jìn)入21世紀(jì)以來，MgB?(Tc為39K)和鐵基超導(dǎo)體(Te最高為55K)相繼被發(fā)現(xiàn)，成為兩種新的具有實(shí)際應(yīng)用潛√零電阻：當(dāng)溫度降至臨界溫度Tc以下時(shí)，其電阻變?yōu)榱恪掏耆勾判裕簩⒊瑢?dǎo)體置于外磁場(chǎng)中時(shí)，超導(dǎo)體會(huì)表現(xiàn)出完全抗磁性，即把原來處于體內(nèi)的磁場(chǎng)排擠出去，其內(nèi)部的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零，人們將此種現(xiàn)象稱為“邁斯納效應(yīng)”能“穿過”薄絕緣層(量子隧穿),而超導(dǎo)結(jié)上并不出現(xiàn)電壓應(yīng)用工程領(lǐng)域應(yīng)用領(lǐng)域應(yīng)用原因超導(dǎo)電力電纜高效大容量電力輸送超導(dǎo)限流器輸電網(wǎng)的安全穩(wěn)定性超導(dǎo)儲(chǔ)能系統(tǒng)電力質(zhì)量調(diào)節(jié)和電網(wǎng)穩(wěn)定性超導(dǎo)電力技術(shù)超導(dǎo)變壓器高效大容量電力變壓器基于零電阻、高密度載流特船舶電力推進(jìn)性、正常態(tài)-超導(dǎo)態(tài)轉(zhuǎn)變特力超導(dǎo)發(fā)電機(jī)大型發(fā)電機(jī)和同步調(diào)相機(jī)性及完全抗磁性的電工學(xué)應(yīng)1.粒子物理和核物理類的科學(xué)工程用強(qiáng)磁場(chǎng)磁體超導(dǎo)磁體技術(shù)3.磁分離技術(shù)磁懸浮技術(shù)濾波器1.磁懸浮列車2.磁懸浮推進(jìn)、飛輪、軸承和高精度陀螺儀微波應(yīng)用與單光子諧振器微波通信基于零電阻的探測(cè)延遲線電子學(xué)應(yīng)用電單光子探測(cè)器精密測(cè)量子量子干涉儀超導(dǎo)芯片結(jié)構(gòu)器件應(yīng)用超導(dǎo)Qubit高頻應(yīng)用1:腦磁、心磁2:無損檢測(cè)低能耗超級(jí)計(jì)算機(jī)超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)基于約瑟夫效應(yīng)的電子學(xué)應(yīng)用圖表44超導(dǎo)材料分類及西部超導(dǎo)產(chǎn)品主要應(yīng)用達(dá)到的效果賴超導(dǎo)質(zhì)子直線加速器超導(dǎo)磁體等級(jí)限流器達(dá)到的效果達(dá)到的效果達(dá)到的效果達(dá)到的效果[達(dá)到的效果達(dá)到的效果達(dá)到的效果穿效應(yīng)完全抗磁性被應(yīng)用NbTiXb3SnM達(dá)到的效果院士張平祥實(shí)用化低溫和高溫超導(dǎo)材料制備技術(shù)等研究，帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)開發(fā)出綜合性能居國際領(lǐng)先水平的多種實(shí)用化超導(dǎo)材料制備技術(shù)并實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)應(yīng)用國家技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)2項(xiàng)、省部級(jí)科技一等獎(jiǎng)5項(xiàng)，全國創(chuàng)新爭(zhēng)先獎(jiǎng)周廉在低溫鈮鈦超導(dǎo)材料Nb?Sn、高溫YBCO超導(dǎo)材料、Bi系超導(dǎo)材料和二硼化鎂新型超導(dǎo)材料性能研究方面創(chuàng)造了三次世界最高紀(jì)錄國家發(fā)明獎(jiǎng)、國家科技進(jìn)步獎(jiǎng)、省部級(jí)科技獎(jiǎng)21項(xiàng)甘子釗高溫超導(dǎo)電性的實(shí)驗(yàn)和理論研究“高臨界溫度超導(dǎo)電性的基礎(chǔ)研究”項(xiàng)目的首席科學(xué)家趙忠2016年度國家最高科學(xué)技術(shù)賢以上鐵基高溫超導(dǎo)體并創(chuàng)造55K紀(jì)錄獎(jiǎng)恒Y系、Bi系高溫超導(dǎo)材料，否定了國際上關(guān)于高溫超導(dǎo)體非公度調(diào)制的起因，并提出自己的模型中國科學(xué)院自然科學(xué)一等獎(jiǎng)霍裕平領(lǐng)導(dǎo)和組織了中國核聚變大型超導(dǎo)托克馬克國際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆(ITER)計(jì)劃中國專家委員會(huì)首席科學(xué)家產(chǎn)品功能設(shè)備所屬專利號(hào)功能性設(shè)備所屬專利名稱達(dá)到的效果超導(dǎo)線材一種超導(dǎo)線材穿管法組裝設(shè)備實(shí)現(xiàn)了超導(dǎo)線材穿管法組裝工序的設(shè)備半自動(dòng)組裝，大大提高了超導(dǎo)線材穿管法的效率一種超導(dǎo)短樣材轉(zhuǎn)角度臨界電流測(cè)量樣品桿在有限的磁體空間內(nèi)，實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)角度超導(dǎo)短樣垂直場(chǎng)的測(cè)量NbTi/Cu超導(dǎo)線材一種消除錫瘤裝置及其使用方法徹底消除了鑲嵌線材錫瘤缺陷，提高鑲嵌線材表面質(zhì)量磁體一種用于跑道型超導(dǎo)線圈繞制的裝置保證超導(dǎo)線材線圈繞制質(zhì)量超導(dǎo)磁體低溫工質(zhì)浸泡式超導(dǎo)磁體的壓力控制裝置及控制方法解決了現(xiàn)有控制裝置控制安全性差的問題特別是當(dāng)壓力傳感器損壞或停止工作時(shí)能夠使低溫超導(dǎo)磁體能夠長期穩(wěn)定可靠地工作體一種MRI用WIC超導(dǎo)線材鑲嵌裝置相比于現(xiàn)有的超導(dǎo)線材鑲嵌裝置具有結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行穩(wěn)定、錫液氧化量少、生產(chǎn)效率高等優(yōu)點(diǎn)，并且其鑲嵌的超導(dǎo)線材質(zhì)量好、成品率高，從而加快了中國超導(dǎo)材料的產(chǎn)業(yè)化磁拉單晶技術(shù)一種傳導(dǎo)冷卻閉環(huán)馬鞍形磁控拉單晶超導(dǎo)磁體裝置磁拉單晶技術(shù)的大型超導(dǎo)強(qiáng)磁體裝置MRI用超導(dǎo)磁體一種超導(dǎo)線材銅超比測(cè)試設(shè)備本發(fā)明相比于現(xiàn)有Cu/Sc測(cè)試方法中的化學(xué)測(cè)試時(shí)完全無損測(cè)試的特點(diǎn)，并且本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)超導(dǎo)線材銅超比的不間斷測(cè)試，大大提高了超導(dǎo)線材銅超比檢測(cè)效率，適合工業(yè)化生產(chǎn)與運(yùn)用加速器磁體一種超導(dǎo)電纜的制作方法及裝置避免因?yàn)槎嗑€引起的形狀、尺寸、間隙等諸多問題，提高超導(dǎo)電纜質(zhì)量，保證線圈要求一種用于異形腔體內(nèi)的磁場(chǎng)精密測(cè)量裝置實(shí)現(xiàn)偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)型磁體的磁場(chǎng)精確測(cè)量√低溫超導(dǎo)線材方面，公司產(chǎn)品是多芯復(fù)合線材，通常芯絲直徑在10-?~10-?從國外獲得。√高溫超導(dǎo)材料方面，公司側(cè)重Bi系和MgB?的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化，目前已掌握上述材料核心制備技術(shù)，未來將突破并引領(lǐng)上述材料在智能電網(wǎng)、快脈沖加速器、風(fēng)電等領(lǐng)域的運(yùn)用?！坛瑢?dǎo)磁體方面，自主研發(fā)的MCZ磁體已實(shí)現(xiàn)批量出口，高性能加速器磁體在蘭州重離子加速器、ADS加速器、上海光源、美國能源部稀有同位素加速器項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)批量應(yīng)用；研制世界首臺(tái)500kV高電壓等級(jí)超導(dǎo)限流器用大型高溫超導(dǎo)磁體并通過電網(wǎng)全面測(cè)試評(píng)價(jià)。圖表47公司超導(dǎo)材料獨(dú)家制備工藝超導(dǎo)材料內(nèi)錫法青銅法繞卷法粉末法熱鍍錫法改進(jìn)粉末裝管1:多孔鋼錠入多孔銅錠中3:通過熱等合棒材4:中心鉆孔5:拉拔等冷線材前驅(qū)體6:對(duì)前驅(qū)體理，制得成品1:在高錫青銅管2:將坯料的兩端3:將坯料在520-650℃下保溫60-4:將其進(jìn)行反復(fù)拉伸、退火得到5:與阻隔層材料6:保溫后擠壓、1:制備由Sn合金落、2:將卷繞組合體裝3:進(jìn)行靜液擠壓后4:六方CuNbSn亞組5:拉伸制得成品6:熱處理，制得成2:將其裝入金屬復(fù)合管帶材3:進(jìn)行熱處連接性的2:將其裝入金屬復(fù)合管3:進(jìn)行熱處理，在此過連接性的粉末或純Nb粉末進(jìn)行混合并均勻攪拌2:制得的NbTi/Ti或NbTi/Nb粉末裝入多入不銹鋼包套中，并3:熱等靜壓，獲得4:擠壓獲得NbTi/Cu5:拉伸機(jī)上進(jìn)行多道次拉拔，制得1:低銅比NbTi/Cu多芯2:將選取的低銅比NbTi/Cu多芯超導(dǎo)團(tuán)線和加工的大R角異型鋼冷卻3:將冷卻至室溫的低線通過異型模具復(fù)合到4:將異型線材進(jìn)行團(tuán)形模具拉伸，即制得銅比不小于6:1的高鋼比用銀堵頭將兩端封堵起2:制成威面為六方形的六方亞組元3:多道次的拉拔加工整形，制成截面為六邊4:將密排好的六方多芯線和六方純銀線插入橫截面為團(tuán)形的銀合金管包套中進(jìn)行二次組裝產(chǎn)品產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域未來產(chǎn)品性能改進(jìn)方向近期專利用于10T以上高場(chǎng)超導(dǎo)磁體應(yīng)用最主要的材料之一，已在高能粒子加速器、核磁共振譜儀(NMR)、以及磁約束核聚變(ITER)1:晶粒越細(xì)，超導(dǎo)性能越好2:線材熱處理過程中，熱處理溫度越高，晶粒生長越快；而熱處理溫度過低，會(huì)造成Nb/Sn擴(kuò)散反應(yīng)速度慢3:熱處理時(shí)間過長，但是較低的熱處理溫度和較短的熱處理時(shí)間，會(huì)造成Nb芯絲中心存在未反應(yīng)的Nb,導(dǎo)致超導(dǎo)線材性能較低4:超導(dǎo)相含量以及晶界釘扎中心的密度影響Nb3Sn超導(dǎo)線材臨界電流密度SnCu合金棒材中超導(dǎo)相晶粒尺寸從常規(guī)的20~ 40μm降低到2～3μm,提高超導(dǎo)線材制備成品率及線材加工性能最終提高了Nb?Sn超導(dǎo)提高了線材加工的成品率效提高Nb?Sn股線的絞纜可靠性低預(yù)反應(yīng)生成的Nb?Sn線材臨界電流較高制冷機(jī)工作溫度下醫(yī)療核磁共振成像儀(MRI)用超導(dǎo)磁體，在MW級(jí)風(fēng)力發(fā)電用超導(dǎo)電機(jī)以及超導(dǎo)電纜等應(yīng)用上有著巨大的潛力1:高臨界電流密度Nb?Sn超導(dǎo)線材的Jc在12T,4.2K條件下可以達(dá)到2500A/mm2以上2:市場(chǎng)現(xiàn)有Mg粉顆粒粗大，導(dǎo)致加工多芯及長線的過程中存在Mg粉堆積致使包套破裂的問題產(chǎn)生3:粗大的Mg粉在熱處理后熔化并向B擴(kuò)散，導(dǎo)致線材中存在較大的孔洞，從而使得線材的填充率變低，連接性變差，損害其超導(dǎo)性能4:粗大的Mg粉熱處理后獲得晶粒尺寸較大的MgB?臨界電流密度提升了42.31%,具有更加優(yōu)異超導(dǎo)性能可提高加熱速率，降低能耗，減少氧化，是一種簡單易行應(yīng)用于磁共振成像(MRI)、核磁共振(NMR)、實(shí)驗(yàn)室儀器、粒子加速器、電力、掃雷、礦石磁分離、磁懸浮列車、超導(dǎo)儲(chǔ)能(SMES)等領(lǐng)域1:市場(chǎng)現(xiàn)有Mg粉顆粒粗大，導(dǎo)致加工多芯及長線的過程中存在Mg粉堆積致使包套破裂的問題產(chǎn)生；2:粗大的Mg粉在熱處理后熔化并向B擴(kuò)散，導(dǎo)致線材中存在較大的孔洞，從而使得線材的填充率變低，連接性變差，損害超導(dǎo)3:粗大的Mg粉熱處理后獲得晶粒尺寸較大的MgB?,粗大的MgB2晶粒會(huì)降低有效的釘扎中心，導(dǎo)致其在外界磁場(chǎng)下，臨界電流衰減很快；4:NbTi/Cu超導(dǎo)線材具有大銅比現(xiàn)有方法制得的CuNb單芯棒組織不均勻，拉伸斷線的問題效提高超導(dǎo)線材編織的成品率、表面質(zhì)量和絕緣耐壓性能既能保證超導(dǎo)線材有高的低溫載流能力，又能保證超導(dǎo)線材具有一定的耐電壓強(qiáng)度獲得高RRR值高屈服強(qiáng)度的MRI用NbTi超導(dǎo)線材提高穩(wěn)定性/基體材料為銀，帶材的強(qiáng)度很低，在較低的應(yīng)力作用下，臨界電流就會(huì)大幅下降，給實(shí)際應(yīng)用帶來了限制高Bi2223超導(dǎo)帶材的強(qiáng)度，有效拓展該材料的應(yīng)用范圍資料來源：中國知識(shí)產(chǎn)權(quán)局，華安證券研究所3.2醫(yī)療設(shè)備領(lǐng)域創(chuàng)百億空間，國內(nèi)大科學(xué)項(xiàng)目紛紛落地磁共振成像設(shè)備(簡稱MRI設(shè)備)主要由以下四部分構(gòu)成：磁體系統(tǒng)、梯度磁體占MRI系統(tǒng)總成本30%-40%,3.0T磁共振超導(dǎo)磁體占MRI系統(tǒng)總成本的50%-60%。及以上磁共振成像系統(tǒng)保有量將達(dá)到10713臺(tái)，其中2018-2020年間的規(guī)劃數(shù)量合計(jì)達(dá)5318臺(tái)，超導(dǎo)線材有望迎來契機(jī)。圖表492020年我國醫(yī)療機(jī)構(gòu)對(duì)1.5T及以上超導(dǎo)磁共振設(shè)備的規(guī)劃數(shù)量(臺(tái))0目前質(zhì)子治療平均療程照射次數(shù)為22次，重離子治療平均為12次。質(zhì)子重離子放3)腫瘤細(xì)胞后面的細(xì)胞基本沒有損傷。傳統(tǒng)放療射線無法控制射程，而質(zhì)子射線可運(yùn)用自動(dòng)化技術(shù)控制其能量釋放的方向、部位和射程，可將Bragg峰控制在病灶靶區(qū)的邊界，實(shí)現(xiàn)“定向爆破”。質(zhì)子刀(n=180)c12重離子(n=12)傳統(tǒng)放療(n=1326)速鋒刀(n=1326)根據(jù)PTCOG官網(wǎng)統(tǒng)計(jì)，全球共有103家已運(yùn)營的質(zhì)子重離子治療中心，接受質(zhì)子重離子治療的患者數(shù)量已超過22萬人。截止5月23日，全球共有質(zhì)子治療中心98家，重離子治療中心5家，質(zhì)子/重離子治療中心7家。我國共建設(shè)有5家，分布在淄博、上海、武威、中國臺(tái)北和中國高雄，其中上海質(zhì)子/重離子治療中心已累計(jì)收治779例患者，其中運(yùn)用重離子治療351例，重離子+質(zhì)子治療363例，同時(shí)期重離子治療患者數(shù)躍居全球首位、平均治療患者數(shù)位列全球第三。圖表51全球各國質(zhì)子重離子治療中心數(shù)量(截止2021年5月23日)超導(dǎo)磁體可減輕質(zhì)子治療系統(tǒng)近80噸重量，是最具潛力的材料。常溫質(zhì)子回旋加速器重量約200噸，直徑約4.5米左右，同步加速器體積要更大一些。超導(dǎo)回旋加速器重量只有50噸-90噸，直徑2米～3.2米。常溫旋轉(zhuǎn)治療機(jī)架系統(tǒng)至少要100噸以上(100噸～200噸),超導(dǎo)旋轉(zhuǎn)治療艙系統(tǒng)為20噸左右。國際上目前常見的質(zhì)子治療系統(tǒng)為常溫加速器配備常溫旋轉(zhuǎn)治療艙(如IBA的常溫C235回旋加速器配常溫Proteusplus旋轉(zhuǎn)治療艙)、超導(dǎo)加速器配備常溫旋轉(zhuǎn)治療艙(如IBA的S2C2超導(dǎo)同步回旋加速器配Proteusone旋轉(zhuǎn)治療艙，PSI/Varian超導(dǎo)回旋加速器配常溫旋器配超導(dǎo)旋轉(zhuǎn)治療艙，常溫質(zhì)子回旋配PronovaSC360超導(dǎo)旋轉(zhuǎn)治療艙)等方式，尚未有全超導(dǎo)質(zhì)子治療系統(tǒng)，這就造成目前質(zhì)子治療系統(tǒng)仍具有尺寸大、重量過重以及制造費(fèi)用太高的問題。超導(dǎo)線圈的使用使得主磁鐵電功率僅有50kW,為常溫回旋主磁鐵的1/4左右，度電流和磁場(chǎng)穩(wěn)定運(yùn)行超過8小時(shí)以上，滿足合肥超導(dǎo)質(zhì)子回旋加速器治療系統(tǒng)對(duì)城市預(yù)計(jì)建成時(shí)間甘肅2021年質(zhì)子治療中心，1家上海2021年質(zhì)子治療中心，1家安徽2021年質(zhì)子治療中心，1家濟(jì)南2021年質(zhì)子治療中心，1家廣州2021年質(zhì)子治療中心，2家北京2022年質(zhì)子治療中心，1家香港2021年質(zhì)子治療中心，1家廣州2021年質(zhì)子治療中心，1家天津2022年質(zhì)子治療中心，1家海南2022年質(zhì)子治療中心，1家江蘇2022年質(zhì)子/重離子治療中心，1家臺(tái)中2022年質(zhì)子治療中心，1家深圳2023年質(zhì)子治療中心，1家上海2023年質(zhì)子治療中心，1家成都2024年質(zhì)子治療中心，1家西安2024年質(zhì)子治療中心，1家資料來源：PTCOG,華安證券研究所也將于2021年立項(xiàng)建設(shè)。公司自承擔(dān)ITER項(xiàng)目以來，總計(jì)收入近1.5億元，相較0—ITER用超導(dǎo)線材(%)—MRI用超導(dǎo)線材(%)——NbTi錠棒及其他超導(dǎo)產(chǎn)品(%)——超導(dǎo)磁體(%)一整體利潤率(%)201620174高溫合金：未來業(yè)績?cè)鲩L點(diǎn)碳化物偏聚等，雜質(zhì)元素(如硫元素)含量較高且波動(dòng)大，材料的強(qiáng)度和圖表54西部超導(dǎo)高溫合金技術(shù)領(lǐng)先環(huán)節(jié)溫合金定向凝固鑄造高溫造高溫粉末高溫合金及設(shè)計(jì)合金成分合金成分及設(shè)計(jì)熔煉熔煉熔煉粉熱等靜壓固實(shí)熱處理熱處理熱處理熱處理熱處理損檢測(cè)等焊接、無損檢測(cè)等損檢測(cè)等焊接、無損檢測(cè)等焊接、無損檢測(cè)等高溫合金零部件化控制技術(shù)，多種設(shè)備為國際頂尖圖表55西部超導(dǎo)高溫合金熔煉設(shè)備、鍛造設(shè)備及輔助性模塊大型可逆軋制有效提高材料組織及性能均勻性和批次穩(wěn)定性。同時(shí)縮短生產(chǎn)周期，進(jìn)而有利于控制成本三聯(lián)熔煉相關(guān)專利和立體式監(jiān)控系統(tǒng)，可有效提高材料組織及性能時(shí)縮短生產(chǎn)周期，生產(chǎn)效率和自動(dòng)化程度高，降低成本。同類生美國SMC、ATI等主流特鋼企業(yè)投入使用，生產(chǎn)的GH4169棒材是國際上√另一方面，公司引進(jìn)利用Meltflow軟件對(duì)上千爐鈦合金真空自耗熔煉模西部超導(dǎo)選用對(duì)比項(xiàng)目合金成分成容易取決于母材取決于母材取決于母材取決于母材控容易較難容易容易容易制易揮發(fā)元素容易容易氫低取決于母材低低低氧低較高低低低氮低取決于母材低低低純非金屬夾雜潔高，分布不均勻低，分布均勻低，分布均勻低，分布均勻低，分布均勻取決于母材低取決于母材取決于母材取決于母材磷取決于母材脫磷率低取決于母材取決于母材取決于母材金屬夾雜低取決于母材低低低表面質(zhì)量一般好扒皮扒皮好縮孔及切頭率較大小較小較小小鑄疏松一般低低低低較大低低低低二次枝晶間大小較小較大較大柱狀晶發(fā)達(dá)柱狀晶發(fā)達(dá)自下而上柱狀晶柱狀晶發(fā)達(dá)較高低較高高較高設(shè)備投資較高低較高高較高資料來源：《航空材料技術(shù)》,華安證券研究所“高低高”鍛造技術(shù)、多向鍛造技術(shù)、高頻鍛造技術(shù)，成功制備出晶粒度極差2性能類別1、溶質(zhì)原子：高晶格匹配度和模量錯(cuò)配度，降低層錯(cuò)能；低溫強(qiáng)度2、沉淀相：共格、大尺寸、高反相疇界能，高錯(cuò)配度3、晶粒尺寸：小1、溶質(zhì)原子：高晶格匹配度和模量錯(cuò)配度，低層錯(cuò)能；高溫強(qiáng)度2、沉淀相：共格、細(xì)小和超細(xì)小、高反相疇界能，高錯(cuò)配度3、晶粒尺寸：當(dāng)小于0.5倍合金絕對(duì)溫度熔點(diǎn)時(shí)，?。划?dāng)大于0.5倍合金絕對(duì)溫度熔點(diǎn)時(shí)，大；蠕變抗力1、晶體結(jié)構(gòu)：密排結(jié)構(gòu)2、溶質(zhì)原子：高模量、基體中擴(kuò)散系數(shù)低3、沉淀相：非共格、細(xì)小和超細(xì)小、高體積分?jǐn)?shù)、高層錯(cuò)能、低錯(cuò)配度4、彌散相：高體積分?jǐn)?shù)、穩(wěn)定、高警力形狀比5、晶粒尺寸：大，柱狀晶或單晶6、纖維相：高體積分?jǐn)?shù)、穩(wěn)定資料來源：《航空材料技術(shù)》,華安證券研究所牌號(hào)工藝所屬專利適用溫度達(dá)到的效果1:一種GH4780合金坯料和鍛件及其制備方法2:一種GH4780合金鍛件的熱處理方法760℃以下減少冶金缺陷火箭噴嘴GH4738合金及其均勻化方法、760~870℃解決顯微偏析造成晶粒組織不均勻、性能穩(wěn)定性差渦輪盤鍛件和燃?xì)廨啓C(jī)改一種GH3039高溫合金棒材及棒材的制備方法1000℃以下實(shí)現(xiàn)了大棒材的組織均勻航空、航天、航海等各種高溫承力部件性1:一種GH4169高溫合金自由鍛棒坯及其制備方法2:一種高鈮GH4169合金棒材的制備方法-253~提高了大棒坯的組織均勻性宇航、核能、石油工業(yè)及模具制造新暫無一種新型粉末高溫合金及其制備方法750℃以下良好的室溫強(qiáng)度、高溫強(qiáng)度、高溫蠕變性飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪盤件1:一種鎳基高溫合金GH4720Li的冶煉工藝元素成分均勻性的方法750℃以下成分控制精確650-750℃高性能壓氣機(jī)、900℃渦輪盤金一種小規(guī)格鎳基高溫合金FGH4097鑄錠的冶煉工藝650-750℃減少偏析先進(jìn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪盤資料來源：公司公告，中國知識(shí)產(chǎn)權(quán)局，華安證券研究所4.2新機(jī)列裝、戰(zhàn)機(jī)換芯激發(fā)旺盛需求金屬材料中，高強(qiáng)度耐腐蝕的高溫合金(超合金)更適應(yīng)于600℃以上的應(yīng)用率25率25 5壓力比0壓力比40.0060.0080.00100.00120.00140.001輸出功率(磅)資料來源：《Boyce》,華安證券研究所資料來源：《Boyce》,華安證券研究所響最為顯著,根據(jù)《Boyce》一書顯示，溫度每升高100F(55.5℃),功輸出增加約燃燒室1:燃燒室壁材料需承受800-900℃的高熱疲勞應(yīng)力和燃?xì)獾臎_擊力變形高溫合金、結(jié)構(gòu)鋼及不銹鋼導(dǎo)向器導(dǎo)向器精密鑄造鎳基高溫合金渦輪葉片渦輪葉片航空發(fā)動(dòng)機(jī)1:其所承受溫度低于相應(yīng)導(dǎo)向葉片2::在高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于受到氣動(dòng)力和離心力的作用，葉身部分所受應(yīng)力高達(dá)140MPa,葉根部分達(dá)280-560MPa精密鑄造鎳基高溫合金1:所占質(zhì)量最大，是航空發(fā)動(dòng)機(jī)上的重要屈服強(qiáng)度轉(zhuǎn)動(dòng)部件很高、細(xì)晶渦輪盤2:一般輪緣為550-750℃,輪心為300℃左右，3:盤件徑向的熱應(yīng)力大，特別是盤粒的變形幾百千克，且?guī)е~片旋轉(zhuǎn)，要承受極大溫合金的離心力作用渦輪增壓器1:工作溫度在600℃以上2:抗熱沖擊性能強(qiáng)3:耐腐蝕性能好鎳基高溫合金燃?xì)廛嚈C(jī)渦輪盤1:工作環(huán)境需要承受高硫燃?xì)夂秃Ｋ}分鎳基高溫的腐蝕合金2:工作壽命要求達(dá)到50000-100000小時(shí)3:渦輪盤在工作時(shí)轉(zhuǎn)數(shù)接近10000轉(zhuǎn)/分鐘燃料機(jī)組、控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、壓力容器、蒸發(fā)器以及堆內(nèi)構(gòu)高溫合金1:承受600-800℃的高溫2:需要較高的蠕變強(qiáng)度箭箭火燃燒室1:工作溫度在3000-4000℃以上2:20MPa高壓3:2500-5000m/s高流速燃?xì)鉀_刷鎳基高溫合金發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪泵1:超低溫液氧和燃料的沖刷2:轉(zhuǎn)速高、壓力大、密封性要求高K4169及資料來源：中國知識(shí)產(chǎn)權(quán)局，華安證券研究所公司的高性能鎳基高溫合金棒材項(xiàng)目產(chǎn)能為高溫合金鑄錠2600噸/年、棒材2000噸/年，未來還將新增2500噸/年發(fā)動(dòng)機(jī)用鎳基高溫合金棒材和粉末高溫合金母合產(chǎn)2,000噸高性能高溫合金的生產(chǎn)能力，其主要牌號(hào)為GH4169、GH4738、航空發(fā)動(dòng)機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)壓氣機(jī)、渦輪等盤類鍛件以及葉片等轉(zhuǎn)動(dòng)部件；√公司IPO募集資金投資項(xiàng)目擬投資50,800.00萬元，用于建設(shè)產(chǎn)能2,500噸發(fā)動(dòng)機(jī)用鎳基高溫合金棒材和粉末高溫合金母合金生產(chǎn)線，其中鎳基高溫合金棒材1,900噸，粉末高溫合金母合金600噸。航空、航天、核能和石化工業(yè)中的渦輪盤、環(huán)件、葉片、軸、緊固件和彈性元件、板材結(jié)構(gòu)件、機(jī)匣在650℃以下強(qiáng)度較高，具有良好的抗疲勞、抗輻射、抗氧化和耐腐蝕性能，以及良好的加工性能、焊航空和航天發(fā)動(dòng)機(jī)用渦輪盤、導(dǎo)向葉片、燃燒室板材承力件、渦輪轉(zhuǎn)子、導(dǎo)向器、緊固件和高溫彈簧在650～950℃范圍內(nèi)，具有較高的拉伸、持久和蠕變強(qiáng)度、抗屈服和抗疲勞性能以及良好的抗氧化性能高溫合金GH4738渦輪盤、工作葉片、高溫緊固件、火焰筒、軸和渦輪機(jī)匣在760℃~870℃具有較高的屈服強(qiáng)度和抗疲勞性能；在870℃以下的燃?xì)鉁u輪氣氛中具有較好的抗氧化性能和抗腐蝕性能200750℃以下航空發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪盤和渦輪葉片具有較高的高溫強(qiáng)度、抗疲勞和抗蠕變性能；具有很好的耐硫腐蝕和抗氧化性能，以及長期組織穩(wěn)定性。發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪盤、壓氣機(jī)盤等長壽命重承載零件在550℃~800℃范圍內(nèi)具有高的持久強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度，良好的塑性和綜合性能，及長期使用組織穩(wěn)定粉末資料來源：公司招股書，華安證券研究所渦輪盤和承力環(huán)等組織均勻、晶粒細(xì)小，及良好的拉伸和持久強(qiáng)度，以及抗疲勞和蠕變性能，同時(shí)具有優(yōu)異的耐腐蝕和抗高溫氧化性能先進(jìn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)中，高溫合金的用量已高達(dá)50%以上。提高推重比、降低服役成列裝機(jī)型高溫合金應(yīng)用部位高溫合金環(huán)境溫度/℃高溫合金應(yīng)用牌號(hào)殲-6加力筒體、內(nèi)外擋流板變形：GH11401、lI級(jí)渦輪盤變形：GH4033I、II級(jí)渦輪葉片變形：GH4037I、Il級(jí)導(dǎo)向葉片鑄造：K401殲-7燃?xì)鈱?dǎo)管、密封片等變形：GH3039渦輪工作葉片變形：GH4037I、II級(jí)渦輪盤變形：GH4133B1、Il級(jí)導(dǎo)向葉片鑄造：K403轟-6I、II級(jí)渦輪盤變形：GH2036II、III級(jí)渦輪葉片變形：GH40331、I1級(jí)渦輪葉片變形：GH4037I、II級(jí)導(dǎo)向葉片鑄造：K403殲-7Ⅲ渦輪機(jī)匣變形：GH2132渦輪工作葉片1、II級(jí)渦輪盤變形：GH4049變形：GH4133BI、II級(jí)導(dǎo)向葉片鑄造：K403(昆侖)殲-81、II級(jí)渦輪盤變形：GH4169I、II級(jí)導(dǎo)向葉片鑄造：K403低壓渦輪葉片(秦嶺)殲轟-7高低壓I、I級(jí)渦輪盤變形GH2901高壓I級(jí)導(dǎo)向葉片鑄造K640低壓Il級(jí)導(dǎo)向葉片鑄造K4130殲-10高、低壓渦輪盤變形：GH4169高壓渦輪盤粉末：FGH4095導(dǎo)向器低壓I、1I級(jí)導(dǎo)向葉片粉末：MGH4754(峨眉)殲-20加力燃燒器粉末：MGH2756直-9導(dǎo)向器I、II級(jí)渦輪盤變形：GH8158變形：GH4500丨級(jí)渦輪葉片鑄造：DZ422B直-101、lI級(jí)渦輪盤變形：GH4169高壓渦輪盤粉末：FGH4095高壓渦輪葉片鑄造：DD403運(yùn)-12I級(jí)導(dǎo)向葉片變形：GH5188II級(jí)導(dǎo)向葉片I級(jí)渦輪葉片變形：GH5605鑄造：DZ422B資料來源：《中國高溫合金五十年》,華安證券研究所√關(guān)鍵假設(shè)1:根據(jù)新浪軍事網(wǎng)新聞，俄羅斯發(fā)動(dòng)機(jī)壽命大約在1200小時(shí)左右，我國發(fā)動(dòng)機(jī)研制體系源于蘇聯(lián)，考慮到技術(shù)進(jìn)展，可認(rèn)為我國發(fā)動(dòng)機(jī)壽命稍有提高至1500小時(shí)，目前我軍飛行訓(xùn)練強(qiáng)度逼近美國300小時(shí)/年，可測(cè)算更換發(fā)動(dòng)機(jī)的周期大約是5年；√關(guān)鍵假設(shè)2:根據(jù)圖南股份招股書披露，現(xiàn)有及新增軍用飛機(jī)單發(fā)和雙發(fā)數(shù)量比例為1:1,因此五年內(nèi)考慮更換、備用等因素，未來5年內(nèi)，新增飛機(jī)每架發(fā)動(dòng)機(jī)需求數(shù)量為5.5臺(tái)，存量飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)每架需求數(shù)量為1.5臺(tái)；√關(guān)鍵假設(shè)3:根據(jù)圖南股份招股書數(shù)據(jù)測(cè)算，現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)的高溫合金平均用量約為2.5噸/臺(tái)。√關(guān)鍵假設(shè)4:每一類飛機(jī)增量取其過去五年復(fù)合增速計(jì)算。機(jī)高溫合金累計(jì)用量(t)溫合金累計(jì)用量(t)戰(zhàn)斗機(jī)特種飛機(jī)加油機(jī)3333300教練機(jī)運(yùn)輸機(jī)合計(jì)資料來源：資料來源：Worldairforce,圖南股份招股書，新浪軍事網(wǎng)，華安證券研究所供給端方面，高技術(shù)難度及嚴(yán)格的準(zhǔn)入資質(zhì)為高溫合金構(gòu)建了兩道堅(jiān)實(shí)的壁壘。西部超導(dǎo)位于高溫合金鑄鍛領(lǐng)域，由于軍工體系的高準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn)，目前從事變形高溫合金的企業(yè)主要有ST撫鋼、鋼研高納、圖南股份及西部超導(dǎo)，從事粉末高溫合金的企業(yè)有鋼研高納及西部超導(dǎo)。圖表65高溫合金產(chǎn)業(yè)鏈葉片渦輪盤向葉片、渦輪葉片注：藍(lán)色為西部超導(dǎo)所處位置資料來源：新材料在線，華安證券研究所溫合金單晶高溫粉末高溫彌散高機(jī)汽車渦溫合金 (高溫合金母溫合金Mo等添加元素保護(hù)氣氛電渣感應(yīng)熔煉真空自耗變形高原料處理上游公司2020年銷量(噸)核心設(shè)備2020年銷量(噸)核心設(shè)備產(chǎn)品形態(tài)ST撫鋼1:真空感應(yīng)爐2:真空自耗爐3:氣體保護(hù)電渣爐大規(guī)格超高純凈熔煉技術(shù)快鍛機(jī)大尺寸鍛造技術(shù)大型鍛件快速退火航空發(fā)核電棒、渦輪盤鋼研高納1:真空感應(yīng)爐2:真空自耗爐3:電渣重熔爐4:水平連鑄機(jī)1:高溫合金低1:快鍛機(jī)偏析冶煉技術(shù)2:高溫合2:純凈化精煉金等溫鍛技術(shù)造系統(tǒng)1:大型坯料鐓鍛流變穩(wěn)定控制技術(shù)2:細(xì)晶坯料制備技術(shù)均勻化退火航空發(fā)機(jī)圖南股份1:真空感應(yīng)爐3:電渣重熔爐1:原料預(yù)處理2:高純度鈣質(zhì)1:拉絲機(jī)坩鍋打結(jié)與冶2:冷軋管3:復(fù)合脫硫1:組織均勻性控制技術(shù)2:高精度無縫管材制造技術(shù)高溫?cái)U(kuò)散退火航空發(fā)燃?xì)廨啓C(jī)及石油化工棒材、絲材西部超導(dǎo)1:真空感應(yīng)爐2:真空自耗爐3:電渣重熔爐4:Var熔煉模型1:超純凈高溫合金材料建設(shè)2:全流程高溫合金制備工藝數(shù)值模擬技術(shù)快鍛機(jī)1:“高低高”鍛造技術(shù)2:多向鍛造技術(shù)3:高頻鍛造技術(shù)真空熱處理航空發(fā)燃?xì)廨啓C(jī)棒材公司變形高溫合金方面產(chǎn)能擴(kuò)建情況ST撫鋼圖南股份1、《均質(zhì)高強(qiáng)度大規(guī)格高溫合金、超高強(qiáng)度鋼工程化建設(shè)項(xiàng)目》,新增一臺(tái)30噸真空感應(yīng)爐和一臺(tái)30噸真空自耗爐；2、《高溫合金、高強(qiáng)鋼產(chǎn)業(yè)化技術(shù)改造項(xiàng)目(1期)》,新增一臺(tái)12噸真空感應(yīng)爐和一臺(tái)200kg真空感應(yīng)爐及其附屬設(shè)施，新建四臺(tái)12噸真空自耗爐和一臺(tái)6噸真空自耗爐及其附屬設(shè)施復(fù)雜薄壁高溫合金結(jié)構(gòu)件建設(shè)、超純凈高溫合金材料建設(shè)，將新增650噸棒材及3300件結(jié)構(gòu)件產(chǎn)能“兩機(jī)”重大專項(xiàng)用高性能鎳基高溫合金項(xiàng)目及IPO募集資金投資項(xiàng)目，將新增西部超導(dǎo)2000噸高性能變形高溫合金、1900噸鎳基高溫合金棒材●粉末高溫合金領(lǐng)域，西部超導(dǎo)勝在全流程設(shè)備均為自主研發(fā)目前軍用粉末高溫合金的企業(yè)有鋼研高納及西部超導(dǎo)，西部超導(dǎo)的制粉設(shè)備及渦輪盤設(shè)備均為自主研發(fā)，并成功打破了國外壟斷，成為國內(nèi)擁有該類型設(shè)備制造能力的企業(yè)，憑借著IPO項(xiàng)目產(chǎn)能的逐步釋放，西部超導(dǎo)有望沖擊該領(lǐng)域龍頭地位。公司(噸)鋼研高納熱等靜壓/西部超導(dǎo)航空級(jí)金屬粉末渦輪盤坯制備設(shè)備真空熱處理航空發(fā)動(dòng)機(jī)IPO項(xiàng)目新增粉末高溫合金母合金600噸產(chǎn)能西部超導(dǎo)一方面繼續(xù)參與“兩機(jī)”項(xiàng)目，尋求擴(kuò)大現(xiàn)有產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域，繼續(xù)輪盤增壓器機(jī)金的需求將激增。2020年3月1日，國產(chǎn)大飛機(jī)C919在全球的首個(gè)正式購機(jī)合同簽署，東航將成為全球首家運(yùn)營C919大型客機(jī)的航空公司，按照雙方簽署的C919大型客機(jī)購機(jī)合同，東航首批引進(jìn)5架C919客機(jī)，商飛將力爭(zhēng)2021年年內(nèi)交付首部位高溫合金牌號(hào)渦輪盤變形：GH4169渦輪葉片鑄造：K424渦輪轉(zhuǎn)子葉片(950℃以下)鑄造：K418渦輪空心葉片、鑄造渦輪(1000℃以下)鑄造：K419渦輪轉(zhuǎn)子葉片(1000℃以下)鑄造：K4002金的需求量約為1.3萬噸：√關(guān)鍵假設(shè)1:根據(jù)圖南股份招股書披露，平均每架民航飛機(jī)配備3臺(tái)發(fā)動(dòng)√關(guān)鍵假設(shè)2:根據(jù)圖南股份招股書數(shù)據(jù)測(cè)算，現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)的高溫合金平均用量約為2.5噸/臺(tái)，可推測(cè)鈦合金平均用量約為1.5噸/臺(tái)。型號(hào)訂單數(shù)(架)存量飛機(jī)高溫合金累計(jì)用量(t)合計(jì)能并減少渦輪滯后帶來的影響，應(yīng)減少旋轉(zhuǎn)體的慣性矩(轉(zhuǎn)動(dòng)慣量),最有效的方法圖表72汽車渦輪盤高溫合金發(fā)展軌跡國外發(fā)展途徑國內(nèi)發(fā)展途徑由于目前鑄造過程中形成的缺陷仍對(duì)渦輪增壓器的工作安全性影響很大，“萬金油”變形高溫合金GH4169逐漸成為研究熱點(diǎn)，近年來已經(jīng)在汽車領(lǐng)域已開始有所所有限公司曾在2015年申請(qǐng)一項(xiàng)專利“內(nèi)燃機(jī)車用增壓器渦輪盤與主軸聯(lián)接結(jié)構(gòu)”,指出GH4169高溫合金可以成為內(nèi)燃機(jī)渦輪盤的可靠材料，重慶市汽車動(dòng)力系統(tǒng)測(cè)試中心在2019年發(fā)文對(duì)汽車內(nèi)燃機(jī)渦輪盤增壓器用GH4169的高溫氧化性能進(jìn)行研究，因而被譽(yù)為“萬金油”的GH4169高溫合金極有可能替代現(xiàn)在的K213、K418、有望成為公司下一個(gè)主戰(zhàn)場(chǎng)。的均為NEDC工況(NewEuropeanDrivingCycle)